硫酸溶液中常含有氧化性、還原性、中性或吸附性物質(zhì)等雜質(zhì)或其他組分,這些組分對(duì)材料腐蝕的影響因環(huán)境不同而異。
硫酸溶液中的溶解氧或Fe3+和Cu2+等氧化劑對(duì)于腐蝕的影響與其濃度、硫酸濃度和材質(zhì)有關(guān)。稀酸中的氧化劑可能對(duì)部分耐純稀酸或還原性介質(zhì)腐蝕的金屬不利,其腐蝕速率隨著氧化劑濃度的增加而上升,如銅和鉛等;或其腐蝕速率隨著氧化劑濃度先的增加先下降后上升,如雙相不銹鋼和超級(jí)不銹鋼等。只能在弱酸性硫酸中才能鈍化的普通不銹鋼或鈦材,足夠的氧化劑可以顯著提高其在稀酸中的耐蝕性,若氧化劑濃度不夠,則加速其腐蝕,一旦足夠,腐蝕速率不再隨其濃度的增加而變化。
硫酸溶液中含有SO2或者SO32-、HCl和Cl-或HF等還原物質(zhì),對(duì)材料的影響一般是負(fù)面的,盡管有報(bào)道,氯化鈉的存在會(huì)抑制硫酸環(huán)境的腐蝕狀況,但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,存在于硫酸介質(zhì)的氯離子會(huì)使鈍性金屬在硫酸中的鈍化變得很困難,導(dǎo)致致鈍電位增大,維鈍區(qū)減小等現(xiàn)象。不僅加劇其均勻腐蝕的程度,還常引發(fā)孔蝕、縫隙腐蝕或應(yīng)力腐蝕破裂,大量氟化物可使玻璃和耐酸陶瓷等無(wú)機(jī)材料產(chǎn)生嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕。
Nishimura針對(duì)304不銹鋼在含有氯化物和鉻化物的硫酸中的應(yīng)力腐蝕行為進(jìn)行了研究,結(jié)果表面:在353K,392Mpa環(huán)境下,0.82kmol/m3的硫酸介質(zhì)中,隨著氯離子濃度由1.3mmol/L增大到100mmol/L,304出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂的時(shí)間明顯減小。并推導(dǎo)出了該環(huán)境下,氯離子濃度與 應(yīng)力開(kāi)裂時(shí)間的關(guān)系式。
林曉娉針對(duì)幾種鑄造奧氏體不銹鋼在含氯硫酸介質(zhì)中點(diǎn)蝕規(guī)律進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,加入氯后,18-8不銹鋼的極化曲線變化極為明顯,鈍化區(qū)間明顯減小而維鈍電流顯著增大。在含氯的硫酸介質(zhì)中,18-8的奧氏體不銹鋼基本不耐蝕,隨著鋼材中鉻鎳含量的增加,鋼的耐蝕性能有所提高;在鋼中添加了鉬后,耐蝕性大大的提高。
許傳壁針對(duì)維尼綸生產(chǎn)中的醛化液對(duì)SUS3306不銹鋼的腐蝕研究發(fā)現(xiàn),在70℃的醛化液中(約20~45wt%硫酸環(huán)境),當(dāng)氯離子濃度上升到600ppm以上時(shí),不銹鋼無(wú)法維持其鈍化狀態(tài),腐蝕開(kāi)始劇烈加劇。
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